Управление коллекторным двигателем Опции

[DrZolberg]

Добрый вечер господа инженеры!
У меня небольшой вопрос. Собрал макет для отечественного коллекторного двигателя усилителя мощности с ШИМ-управлением. Построил сие устройство как два драйвера IR2101 + полевики IR8010. Развязался от первичной сети оптронами. Питание двигателя 28В, питание драйвера 10 - 20В. Нижние плечи управляются постоянкой, а верхние ШИМ-мом в зависимости от направления вращения.
Так вот. При малых значениях скважности 0 - 40 % все работает как часы. А вот при больших значениях драйвер не тянет и вырубает верхние плечи. Разряжается по видимому емкость вольтдобавки.
Люди добрые подскажите как быть??? Скважность необходимо менять от 0 до 100 %!!! Не ужто нужно будет лепить генератор накачки заряда емкости вольтдобавки??? Если кто победил эту проблему подскажите, буду очень признателен!

[rezident]

Для статического управления верхними ключами без доп. источника на каждый high-size драйвер никак не обойтись. Поскольку у вас сравнительно низкое напряжение питания, то можно charge-pump сделать как по ссылке в DT92-4 от IR. На всякий случай еще и прилагаю.

Прикрепленные файлы

 dt92_4.pdf ( 114.7 килобайт ) Кол-во скачиваний: 191

 

[asdf]

Для статического управления верхними ключами без доп. источника на каждый high-size драйвер никак не обойтись.

Как вариант, верхние транзисторы заменить на p-канальные, а питание драйверов соединить последовательно и запитать от 28В, будет 2*14В.
Возможно, понадобится добавить параллельно верхнему - резистор и а нижнему - стабилитрон на 13-15В.
Сигнал на верхний нужно инвертировать или взять драйвер с инверсией.
Хотя, честно говоря, странно - может у Вас медленный диод или маленькая емкость для питания верхнего плеча?

[rezident]

может у Вас медленный диод или маленькая емкость для питания верхнего плеча?

Причем тут диод или емкость? Ну не работает бутстреп при крайних значениях ШИМ (0% и 100%). Не может.

[asdf]

Причем тут диод или емкость? Ну не работает бутстреп при крайних значениях ШИМ (0% и 100%). Не может.

Не представляю такие условия работы у коллекторного двигателя.
Если он хоть немного крутится, то шим никогда 0 не будет.
Автор говорит, что до 40% работает, а дальше нет, вот это то и странно.
Исходя из Ваших слов, было бы понятно, если бы автор сказал - до 95 работает, а при 100 нет.
DrZolberg - выложили бы схему, которую используете.

[rezident]

Пускай топикстартер схему с номиналами предоставит.

[evgeny_ch]

Мне не нравятся мостовые схемы россыпью,
если на то нет особых причин.
Чухасские инструментальщики рекомендуют.
Full Bridge PWM Motor Driver.
Схемы с ШИМ критичны к топологии ПП.
См. также Related Products.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Oct 21 2009, 21:20

[Огурцов]

А что, на россыпи оно неработоспособно ?

[evgeny_ch]

А что, на россыпи оно неработоспособно ?

См. пост №1.
Зачем набивать себе шишку, когда уже другими набито.
Ведь сл. пунктом забот станет вопрос защиты моста и пр. fast/slow decay.
Затем захочется поднять частоту ШИМ, начнутся проблемы
протекания тока не в туцепь и пр. радости.
Ежли тупокрутить, тогда пожалуй.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Oct 25 2009, 20:15

[Graf_Inventor]

У меня проблема иного характера встала.
Изначально была задача просто вращать мотор в обе стороны. При этом отслеживая количество оборотов. Что бы не описывать словами приложу схему.
Так вот без мотора всё замечательно работает. Но как только подключаешь мотор, выбросы от его пуска наводятся на на ноги контроллера, и возникают прерывания... Думал решить проблему снижением тока мотора,и включил мощный резистор. Немного помогло, глюков стало поменьше. Затем была идея добавить ШИМ... но это вызвало ещё больше проблем.... вообще всё подвисать стало... так как шим стал отлично наводиться на ножки контроллера. Короче было решено забить на эту схему, выкинуть платы... и сделать новую в корой предусмотреть всё сразу.

Так вот хотелось бы очень услышать четкое мнение по поводу того как управльно управлять колектроным двигателем. Желательно со схемотехнических примером.

ЗЫ, блин, схему попозже выложу, сейчас Алтиум переставлю...

[_Pasha]

Чухасские инструментальщики рекомендуют.

Чухас экскрементс дорог и не очень доставабелен. А так - хорошая штучка. Руки так и тянутся к ней...

[Burner]

Заметим, ничто не мешает ограничить ШИМ верхнего ключа до 0,95-0,98. И бустреп нормально будет работать. Тупо "Вкл" просто избавляет от потерь переключения.

"вообще всё подвисать стало... так как шим стал отлично наводиться на ножки контроллера" - Надо бороться с наводками. 1) Иметь на чувствительных ногах небольшие сопротивления источникка сигнала- порядка 1-5 кОм.
2) Где не надо скорость - шунтировать вх. ноги на землю соотв. конденсаторами. Порядок 1-100 нФ.
Выходные ноги шунтировать имхо не надо.
3) Дабы не звенела вся схема с МК - отделять ее потенциал от силовой схемы по ВЧ. Синфазным дросселем или оптопарами. Тогда дроссели ставятся в питание и другие провода, которые передают потенциал на плату МК.
Но это не обязательно. Мне удавалось обойтись без дросселей.
"Предусмотреть все сразу" - это развести силовую и МК земли отдельно, чтоб не гонять силовые токи по земле МК. Поставить конденсаторы(1-100 нФ на землю)/резисторы(посл.1-10 к) прям около входных ног МК. Чтобы иметь минимальный размер антенн.
Залить схему МК сигнальной замлей, где только можно. Особенно под МК и его чувствительными цепями, а также вокруг них.

Сообщение отредактировал Burner - Nov 5 2009, 15:04

[DrZolberg]

Прошу прощение за долгое отсутствие.
Вот моя изначальная схема (от руки, т.к. это пока только макет).

На верхние плечи, как я и говорил, подается ШИМ-сигнал, а на нижние обычная логика, все это в зависимости от направления вращения.

[arisov]

...Питание двигателя 28В, питание драйвера 10 - 20В. Нижние плечи управляются постоянкой, а верхние ШИМ-мом в зависимости от направления вращения.
Так вот. При малых значениях скважности 0 - 40 % все работает как часы. А вот при больших значениях драйвер не тянет и вырубает верхние плечи. Разряжается по видимому емкость вольтдобавки...

У меня немного похожее было, когда ИИП питания драйверов "не тянул", был "слабоват" по току. На схеме у Вас - 10В (хотя писали про 10-20В). Этого мало, желательно 15В.

[DrZolberg]

В цепи питания 10В я варьировал напряжение от 10 до 20 В. При повышении напряжения питания провалы начинаются при большей величине скважности, но все равно они есть. По току все в порядке, я использую лабораторные источники с максимальным током 3- 5 А.
Всетаки наверное нужно городить накачку через отдельный генератор. Кто нибудь делал так???

[_Pasha]

А почему в схеме на бутстреп поставили 1N4148 а не 1N5819?

[evgeny_ch]

Чухас экскрементс дорог и не очень доставабелен. А так - хорошая штучка. Руки так и тянутся к ней...

Сэмплы поюзать рекомендую.
Все знают, повторюсь, о проблемах, возникающих
при плохой топологии ПП. Здесь пример интегральной,
т. е. с минимальными размерами топологии моста.
Ещё раз напомню о пользе подключения дросселей
последовательно с электродвигателем, чтобы не было
режима прерывистых токов.
Мостовой усилитель д. б. адаптирован к электродвигателю.

[manul78]

Ещё раз напомню о пользе подключения дросселей
последовательно с электродвигателем, чтобы не было
режима прерывистых токов.

+1024

Мостовой усилитель д. б. адаптирован к электродвигателю.

Двигатель в студию, ведь от него тоже много зависит.

P.S. Под нагрузкой все будет ещё веселее особенно в динамическом режиме...
Нагрузка вероятно не вентиляторная ?

[evgeny_ch]

...
Двигатель в студию, ведь от него тоже много зависит.

P.S. Под нагрузкой все будет ещё веселее особенно в динамическом режиме...
Нагрузка вероятно не вентиляторная ?

Так не мой двигатель,
известно лишь, что отечественный и коллекторный.
Даже тип возбуждения неизвестен, по умолчанию
предполагаем с постоянными магнитами.
А там back EMF и пр. неожиданности.
Здесь уже неоднократно упоминалось,
что ДПТ управляется с ОС по току, как правило.
Сл. рассмотрение голого моста бессмысленное занятие,
в отрыве от СУ и нагрузки, разве что для пропеллера.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Nov 9 2009, 19:11

[manul78]

Сл. рассмотрение голого моста бессмысленное занятие,
в отрыве от СУ и нагрузки, разве что для пропеллера.

Согласен полностью. Это кстати "камень в огород" некоторых топикстартеров выкладывющих вопросы типа "я-бы в летчики пошел - пусть меня научат...". Задачи надо ставить четко и подробно.

Помню бился с одной "вершиной советской инженерной мысли". ИШИР называется. Привод подачи прецзионного фрезерного
станка. Глубина регулирования чуть-ли не 10:500. Такой "хайтек" времен Л.И.Брежнева. Три БТС (блок транзисторный
силовой) Два блока питания + "мозги на двух платах. Да еще и реверсивный... Так и не победил я его, всё равно брыкается
не по детски. Фрезы ломает в режиме подачи, но станочник всё равно рад... Там привод один на X,Y,Z комутируется элек-
тромеханическими муфтами. Без него станочник кандидат в чемпионы по армреслингу...

[evgeny_ch]

У меня было несколько таких фрезерных,
типа 6720, с ЛИР. Пластмассу грызли.
У них зажим инстр. часто ломался, там
ДПТ типа СЛ стоял, на 110В.

[manul78]

ДПТ типа СЛ стоял, на 110В.

Так точно. Самое интересное, что привод ШИМ. А т.к. с высоковольтных биполярных транзисторов в те времена не было,
то доблестные советские инженеры решили вопрос последовательным подключением сразу трех биполярников Пхх (не
помню к сожалению) с напряжением пробоя в 50 Вольт, чтобы разделить 110 В. Соответственно каждый надо "выровнять"
по току резисторами и каждый должен работать синхронно с "соседом". Т.е для получения моста надо 3х4=12 транзисторов
+ обвязка. Таких силовых блока там три (БТС) т.е. получаем 3х12=36 тразисторов + обвязка. И всем этим надо управлять
синхронно, ибо сквозные токи и в 70-х годах никто не отменял Страх и Ужос !!!

А тут в 2010 году с современной элементной базой разобраться не могут... Шучу...

[Graf_Inventor]

"вообще всё подвисать стало... так как шим стал отлично наводиться на ножки контроллера" - Надо бороться с наводками.
1) Иметь на чувствительных ногах небольшие сопротивления источникка сигнала- порядка 1-5 кОм.
2) Где не надо скорость - шунтировать вх. ноги на землю соотв. конденсаторами. Порядок 1-100 нФ.
Выходные ноги шунтировать имхо не надо.
3) Дабы не звенела вся схема с МК - отделять ее потенциал от силовой схемы по ВЧ. Синфазным дросселем или оптопарами. Тогда дроссели ставятся в питание и другие провода, которые передают потенциал на плату МК.
Но это не обязательно. Мне удавалось обойтись без дросселей.
"Предусмотреть все сразу" - это развести силовую и МК земли отдельно, чтоб не гонять силовые токи по земле МК. Поставить конденсаторы(1-100 нФ на землю)/резисторы(посл.1-10 к) прям около входных ног МК. Чтобы иметь минимальный размер антенн.
Залить схему МК сигнальной замлей, где только можно. Особенно под МК и его чувствительными цепями, а также вокруг них.

Примного благодарен за ответ!
что касается 1) Вы обсалютно правы, надо было изначально предусмотреть для этого хотя бы посадочные места для 0402 или чегонибудь такого же мааааленького, что бы плуту не загромождать... но не предусмотрел... и теперь плачу за это...
Идеальным вариантом был бы 3), но почему то подумал об этом только когда отдал плапы в производство...
Сейчас как работы поменьше станет, думаю заново спроектировать схематику и плату, но применить для управления вышеупомянутую микросхему с интегрированной мостовой схемой управления коллекторным двигателем. Проблема только в том что у неё управляющая логика +5В.. а у меня msp430 с логикой +3.3В. Это конечно решаемо, применение микросхемы конверторов уровней, но думаю, может имеет смысл, развязать оптопарами? Получу и гальваническую развязку, и конвертор уровней, а для питания микроконтроллера и обвески с датчивами установлю dc-dc конвертор. Так как мотор питается от напряжения 12В, то я думаю проблем не будет. надеюсь.... Но тем не менее всё же учту все выше сказаные замечания. Пасиба